Baterías de litio modular: ¿todas las baterías de litio son iguales?

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Carles Solé

Product Manager en Toyota Material Handling España

15 minutos

Uno de los componentes más importantes de las carretillas eléctricas es la batería, y las baterías de litio se han popularizado en los últimos años pero, ¿todas las baterías de litio son iguales?, ¿todas las baterías de litio nos ofrecen las mismas ventajas?

¿De qué están compuestas las baterías de litio?

¿Qué son las baterías de litio? Las celdas de la batería de iones de litio pueden consistir en diferentes composiciones químicas. Las composiciones más comunes en la industria de carretillas elevadoras y el sector del automóvil son:

  • LFP: Una aleación de litio, hierro y fosfato.
  • NMC: Una aleación de cobalto de litio, níquel y manganeso.
  • NCA: Una aleación de óxido de aluminio, cobalto de litio y níquel de alta calidad. Esta composición ofrece la mayor densidad energética y entrega de energía instantánea, además de garantizar altas prestaciones durante una mayor vida útil de la batería.

¿Cómo se diseña una batería de iones de litio modular?

Una batería de iones de litio consta de varias celdas que se ensamblan juntas en un módulo. Dependiendo del tamaño de la batería, los módulos están conectados en serie y forman un sistema de batería. 

En el caso específico de la gama Li-ion de Toyota Material Handling, cada módulo está equipado con un sistema de seguridad mecánico y electrónico propio. Además, el sistema completo de la batería tiene un BMS superior (Sistema de Gestión de la Batería) que controla la actividad total de la misma.

El sistema BMS coopera y se comunica con el equipo, si alguna celda de un módulo de batería fallara o corriera algún tipo de riesgo como, por ejemplo, riesgo de sobrecalentamiento, la fuente de alimentación se apagaría y la carretilla mostraría un código de error.

carretillas con baterías de litio modular toyota

La adaptabilidad del litio modular

El litio modular permite adaptarse a diferentes necesidades de potencia gracias a sus módulos independientes, combinables e intercambiables. Es decir, permite una configuración energética personalizada para satisfacer la demanda energética actual, pero también la futura, de cada operativa particular.

Las múltiples configuraciones de potencia pueden ir, por ejemplo, de 24 a 80 V y de 50 a 840 Ah.

Fiabilidad del sistema modular de litio

El sistema modular de litio está basado en celdas cilíndricas de elevada resistencia mecánica que responden tanto a la exigencia de golpes y vibraciones continuas propias de las aplicaciones de maquinaria de logística, como a las variaciones en temperatura y humedad propias de un almacén logístico. 

Como ya hemos comentado, el compuesto químico NCA, aleación de óxido de aluminio, cobalto de litio y níquel de alta calidad, ofrece una una elevada densidad energética que permite mantener la máxima prestación de la batería durante toda su vida útil.

Seguridad de las baterías de litio modular

Cada módulo de la batería posee elementos mecánicos de seguridad independientes, además de un control electrónico.

La unidad de control BMS (Battery Management System) monitoriza todos los parámetros y se comunica tanto con la máquina como con la unidad de carga para garantizar la seguridad en todo momento.

carretillas seguras con baterías de litio modular

Esto da como resultado un sistema de seguridad activo redundante a varios niveles que permite minimizar riesgos. 

Puede leer más sobre riesgos y prevención en baterías de litio en este artículo.

Sistema integrado: alto rendimiento y larga vida útil

La batería de litio es un componente que puede estar integrado en la máquina o no. Los sistemas que se presentan ya integrados en la carretilla exprimen un mayor rendimiento de la máquina en todo tipo de aplicaciones y permiten interactuar perfectamente con sus sistemas de recuperación de energía, como el frenado o el descenso de carga, entre otros.

El sistema integrado garantiza una entrega de energía instantánea incluso en las situaciones más exigentes, sin reducir las prestaciones de la máquina ni alterar su nivel de productividad. A su vez, el uso eficiente de la energía permite que la vida útil de la batería acompañe al ciclo de vida de la máquina. 

Conector de carga: cargar la batería de forma rápida y segura

Es importante que el sistema de conector y clavija permita una conexión y desconexión para la carga sin esfuerzo y de forma segura. El conector de carga debe estar bien diseñado para soportar múltiples conexiones y desconexiones diarias.

Cargadores inteligentes: cargas más eficientes

Existen cargadores inteligentes que permiten dar servicio a distintas máquinas de una misma flota de manera flexible e independiente. 

Los cargadores se comunican con la interfaz del sistema de gestión de baterías para identificar los equipos y su nivel de carga lo que permite completar la recarga en el menor tiempo posible. 

Además, en el caso de detectar limitaciones en la instalación eléctrica, se autorregulan para gestionar la energía disponible, repartiéndola de manera eficiente en las carretillas según su nivel de carga, evitando así sobrecargas en la red o en las propias máquinas. 

cargadores de litio modular inteligentes

Adicionalmente, algunos modelos ofrecen la posibilidad de incorporar cargadores a bordo, integrados en la misma máquina, para una mayor autonomía.

Reparaciones in situ sin mover la carretilla

¿Qué pasa cuando una batería requiere mantenimiento? Uno de los problemas más fastidiosos es el coste que supone tener las carretillas paradas. La mayoría de baterías de litio, al igual que las baterías de plomo, requieren trasladar la máquina para su reparación generando costes y tiempo perdido de paro forzado.

El sistema de litio modular de Toyota ha sido diseñado para poder sustituir in situ módulos independientes en caso de avería. De esta forma se puede diagnosticar y reparar la solución completa (carretilla, batería y cargador) en un único desplazamiento reduciendo así el tiempo de inactividad.

Reciclaje al final de la vida útil de la batería de litio

De acuerdo con la Normativa Europea de Baterías (2006/66/EC) y las normativas nacionales es necesario llevar a cabo una recuperación de las baterías de litio al final de su vida útil.

Es importante que el proveedor de la máquina con batería de litio se encargue de la recuperación de las baterías y su correcto reciclaje al final de su vida útil, garantizando siempre el mínimo impacto posible sobre el medio ambiente.

 

Guía: 6 preguntas más frecuentes sobre Litio en carretillas elevadoras

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